CN103088642A - 一种织物用抗污染隔热涂料及其制备方法 - Google Patents

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本发明提供一种织物用抗污性隔热涂料及其制备方法，该织物涂料具有良好的隔热性，且耐污能力强。该制备方法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。该织物用抗污染隔热涂料中各成分的重量百分比为：丙酮20～30%；聚苯并咪唑0.5-1%；聚丙烯酸酯6-9%；KAl2〔AlSi3O10〕〔OH〕2复合粉体18-23%，聚乙二醇2-4%，其余为聚氨酯。

Description

一种织物用抗污染隔热涂料及其制备方法
 
技术领域
  本发明属于织物领域，涉及一种织物用抗老化隔热织物涂料及其制备方法。
背景技术
CN200510042891.8号申请涉及一种纳米防污抗紫外涂层纺织品、服装及加工工艺。该纳米防污抗紫外涂层纺织品、服装，采用纳米复合材料进行浸渍涂层整理而成，其加工工艺包括1.织物与服装的预处理；2.配制纳米防污抗紫外整理剂溶液；3.纳米防污抗紫外整理浸润工序； 4.烘干与烘焙。配制纳米防污抗紫外整理剂溶液：按对织物重量的3～10％准备纳米防污抗 紫外整理剂，加水配制成对织物重量70～90％的纳米防污抗紫外整理剂溶液，在 100～150公斤的容器中进行配置，经机械搅拌形成均匀溶液。整理剂含纳米氧化锌、氧化硅和氧化钛等。拒水性为4-5级。紫外防护因子大于40（58-83）。
上述涂料存在的问题是，抗污染性能不强，没有针对织物提出隔热要求，并且组成含有有害成分。
发明内容
本发明的目的就是针对上述技术缺陷，提供一种织物用抗污性隔热涂料，该织物涂料具有良好的隔热性，且耐污能力强。
本发明的另一目的是提供上述织物用抗污性隔热涂料制备方法，该制备方法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。
本发明复合涂料织物用于户外用品、服装、建筑、军事等领域，在需要保温、隔热场合大量应用。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种织物用抗污染隔热涂料，其特征在于，该涂料中各成分的重量百分比为：丙酮20～30%；聚苯并咪唑0.5-1%；聚丙烯酸酯6-9%；KAl2〔AlSi3O10〕〔OH〕2复合粉体18-23%，聚乙二醇2-4%，其余为聚氨酯。
上述织物用抗污染隔热涂料的制备方法，该方法包括以下步骤：
1）将微晶纤维素与浓硫酸溶液以1∶（18-22）的重量比混合均匀，在超声频率50kHz功率、400W下于50-55℃超声处理0.5-2.0h，得到乳白色悬浮液，然后将此悬浮液在1200r/min下离心处理至上清层呈胶体状，收集该胶体A待用；
2）将硅溶胶、硝酸水溶液和乙醇三者按体积比1:4:16混合搅拌，形成均匀的混合溶液；然后将上述混合溶液滴加到正庚烷和正丁醇的混合物中，混合溶液、正庚烷和正丁醇三者体积比为5:20:1；在超声频率为50kHz、功率为400W条件下于50-55℃超声搅拌0.5h，再滴加氨水，滴加的氨水与正丁醇的体积比为2:5，出现胶体B；
3）将上述胶体A、胶体B与KAl2〔AlSi3O10〕〔OH〕2粉体按质量比为1：1：1-1.3混合，混合后在超声频率50kHz，功率为400W下于50-55℃超声搅拌1.5h；然后用正硅酸乙酯的乙醇溶液在70℃下浸泡0.5h后，再于70℃下常压干燥，即得到纳米级KAl2〔AlSi3O10〕〔OH〕2复合粉体；其中正硅酸乙酯的乙醇溶液中正硅酸乙酯和乙醇的体积比为1∶4；KAl2〔AlSi3O10〕〔OH〕2粉体的粒度为50-90nm；
4）涂料中各成分的重量百分比为：丙酮20～30%；聚苯并咪唑0.5-1%；聚丙烯酸酯6-9%；上述KAl2〔AlSi3O10〕〔OH〕2复合粉体18-23%，聚乙二醇2-4%,其余为聚氨酯，将各成份混合后，搅拌均匀即得织物用抗污染隔热涂料。
步骤1）中浓硫酸溶液指质量百分比浓度50%的浓硫酸溶液。
步骤2）中所述硝酸水溶液为质量百分比浓度5%的硝酸水溶液；所述氨水质量百分比浓度为10%。
本发明还提供上述耐污隔热涂料在织物涂层上的应用。
将涂料在织物（如纯棉织物）上刮涂一遍后，厚度为200-400微米，120℃烘干5-10分钟。
   本发明相比现有技术具有如下有益效果：
本发明涂料中的聚苯并咪唑的优点是耐水、耐油，可在253～260℃长期使用，在539℃短期使用。
该涂料中的聚丙烯酸酯能形成光泽好而耐水的膜，粘合牢固，不易剥落，在室温下柔韧而有弹性，粘结污染小，使用方便，来源广。聚乙二醇、聚氨酯和聚苯并咪唑结合，通和过加强纳米涂层中粘合剂材料的交联强度，大大提高了涂层的耐洗涤性及柔软性等，具有优异的防污(拒水、拒油)、抗紫外双重功能性。
本发明涂料中的KAl2〔AlSi3O10〕〔OH〕2为一种纳米复合粉体，KAl2〔AlSi3O10〕〔OH〕2上裹覆胶体A和胶体B。它是有机物和无机物的复合体。有机物部分易于和人体接触，具有天然的舒适感。无机部分KAl2〔AlSi3O10〕〔OH〕2本身具有隔热耐热作用。该复合粉体中不同相之间的边界有良好的反射热和太阳光线的能力,具有良好的稳定性和实用性,该涂料可广泛应用于多种隔热领域等。
纳米粉复合粉体的凸凹形貌的微观表面可使尘土呈悬浮状态，尘土与涂层的作用力降低。此外，水与纳米复合粉体涂层表面的接触角大于120度，大大提高了拒水性，利于水珠的脱落。因此，尘土颗粒易于随水滴一起脱落，增加了织物的自洁性。
附图说明
图1为本发明实施例1得到的涂料涂覆后形成的织物涂层组织。
由图1可以看出，织物涂层均匀分布。
具体实施方式：
以下各实施例中，原料中聚乙二醇的型号为PEG 400，聚氨酯的型号NeoRez U-321；硅溶胶型号881。
实施例一：
本发明织物用抗污染隔热涂料的制备方法，具体步骤如下：
1）将微晶纤维素与质量百分比浓度为50%的浓硫酸溶液以1∶20的重量比混合均匀，在超声频率50kHz功率、400W下于50-55℃超声处理1h，得到乳白色悬浮液，然后将此悬浮液在1200r/min下离心处理至上清层呈胶体状，收集该胶体A待用；
2）将20mL的硅溶胶，80mL硝酸水溶液(质量百分比浓度为5%)和320mL乙醇混合后搅拌，直至形成均匀的混合溶液；然后将500mL上述混合液滴加到由2000mL正庚烷和100mL正丁醇混合液中；在超声频率为50kHz、功率为400W条件下于50-55℃超声搅拌 0.5h，滴加40mL氨水(质量百分比浓度为10%)，出现胶体B；
3）将上述胶体A、胶体B与KAl2〔AlSi3O10〕〔OH〕2粉体按质量比为1：1：1混合，KAl2〔AlSi3O10〕〔OH〕2粉体的粒度为50-90nm；混合后在超声频率50kHz，功率为400W下于50-55℃超声搅拌1.5h；然后用正硅酸乙酯的乙醇溶液在70℃下浸泡0.5h后，再于70℃下常压（1个大气压）干燥，即得到纳米级KAl2〔AlSi3O10〕〔OH〕2复合粉体；其中，正硅酸乙酯的乙醇溶液中正硅酸乙酯和乙醇的体积比为1∶4。
4）涂料中各成分的重量百分比为：丙酮20%；聚苯并咪唑0.5%；聚丙烯酸酯6%；KAl2〔AlSi3O10〕〔OH〕2复合粉体18%,聚乙二醇4%,其余为聚氨酯。将各成份混合后，搅拌均匀即得织物用抗污染隔热涂料。
实施例二：
步骤3）中制备复合粉体中溶体A、胶体B、KAl2〔AlSi3O10〕〔OH〕2粉体混合，质量比为1：1： 1.3。
步骤4）中涂料中各成分的重量百分比为：丙酮30%；聚苯并咪唑1%；聚丙烯酸酯9%；KAl2〔AlSi3O10〕〔OH〕2复合粉体23%,聚乙二醇4%,其余为聚氨酯。
其它制备方法同实施例一。
实施例三：
步骤3）中制备复合粉体中溶体A、胶体B、KAl2〔AlSi3O10〕〔OH〕2粉体混合，质量比为1：1：1.2。
步骤4）中涂料中各成分的重量百分比为：丙酮25%；聚苯并咪唑0.7%；聚丙烯酸酯7%；KAl2〔AlSi3O10〕〔OH〕2复合粉体20%,聚乙二醇3%,其余为聚氨酯。
其它制备方法同实施例一。
实施例四：（其成份配比不在本发明设计范围内）
步骤3）中制备复合粉体中溶体A、胶体B、KAl2〔AlSi3O10〕〔OH〕2粉体混合，质量比为1：1：0.8。
步骤4）中涂料中各成分的重量百分比为：丙酮15%；聚苯并咪唑0.3%；聚丙烯酸酯5%；KAl2〔AlSi3O10〕〔OH〕2复合粉体18-23%,聚乙二醇2-4%,其余为聚氨酯。
其它制备方法同实施例一。
实施例五：（其成份配比不在本发明设计范围内）
步骤3）中制备复合粉体中溶体A、胶体B、KAl2〔AlSi3O10〕〔OH〕2粉体混合，质量比为1：1：1.5。
步骤4）中涂料中各成分的重量百分比为：丙酮35%；聚苯并咪唑1.2%；聚丙烯酸酯10%；KAl2〔AlSi3O10〕〔OH〕2复合粉体18-23%,聚乙二醇2-4%,其余为聚氨酯。
其它制备方法同实施例一。
测试：
将实施例一至五得到的涂料,分别在TA1000全棉府绸织物上（100%棉，J50XJ50，140X88），单面刮涂一遍，涂层厚度为300微米左右，120℃烘干5分钟;分别对应得到涂层织物1-5。
采用如上同样织物和涂覆方法, 200510042891.8号申请的涂料得到对比涂层织物1。
测试隔热性能时，用275W的红外灯模拟太阳光中的红外光源，通电待红外灯表面的温度恒定后，将涂有涂料的织物固定在隔热板中间的圆孔空隙中，圆孔空隙直径为30mm，将空隙圆孔的中心与红外灯的轴心对齐，调整红外灯与织物的距离为50cm，用红外测温仪测量织物背面温度随时间的变化情况。记录时间为0s，30s，60s，120s，180s，300s织物的温度。采用该方法可对本发明的涂料性能进行测试。
 
涂层织物编号 涂料成份 300s织物温度/℃（起始温度为30℃） 空白温度/℃（起始温度为30℃） 拒水性等级 紫外防护因子大于
对比涂层织物1 200510042891.8号申请得到的涂料 - - 4-5 40
涂层织物1 采用实施例一的涂料制得的涂层织物 41 44 4-5 86
涂层织物2 采用实施例二的涂料制得的涂层织物 39 44.1 5 88
涂层织物3 采用实施例三的涂料制得的涂层织物 38 43.8 5 88
涂层织物4 采用实施例四的涂料制得的涂层织物 42 43.8 3 75
涂层织物5 采用实施例五的涂料制得的涂层织物 41 43.9 3 74
本发明的涂料中丙酮为溶剂，过少起不到溶剂作用，过多会稀释涂料；聚苯并咪唑和聚丙烯酸酯为涂料中的粘接剂增强组分，过少起不到粘接作用，过多也会稀释隔热颗粒和聚氨酯；KAl2〔AlSi3O10〕〔OH〕2复合粉体过少起不到隔热和去污作用，过多会减少粘接剂的粘接作用。

Claims (5)

1.一种织物用抗污染隔热涂料，其特征在于，该涂料中各成分的重量百分比为：丙酮20～30%；聚苯并咪唑0.5-1%；聚丙烯酸酯6-9%；KAl2〔AlSi3O10〕〔OH〕2复合粉体18-23%，聚乙二醇2-4%，其余为聚氨酯。
2.一种织物用抗污染隔热涂料的制备方法，该方法包括以下步骤：
1）将微晶纤维素与浓硫酸溶液以1∶（18-22）的重量比混合均匀，在超声频率50kHz功率、400W下于50-55℃超声处理0.5-2.0h，得到乳白色悬浮液，然后将此悬浮液在1200r/min下离心处理至上清层呈胶体状，收集该胶体A待用；
2）将硅溶胶、硝酸水溶液和乙醇三者按体积比1:4:16混合搅拌，形成均匀的混合溶液；然后将上述混合溶液滴加到正庚烷和正丁醇的混合物中，混合溶液、正庚烷和正丁醇三者体积比为5:20:1；在超声频率为50kHz、功率为400W条件下于50-55℃超声搅拌0.5h，再滴加氨水，滴加的氨水与正丁醇的体积比为2:5，出现胶体B；
3）将上述胶体A、胶体B与KAl2〔AlSi3O10〕〔OH〕2粉体按质量比为1：1：1-1.3混合，混合后在超声频率50kHz，功率为400W下于50-55℃超声搅拌1.5h；然后用正硅酸乙酯的乙醇溶液在70℃下浸泡0.5h后，再于70℃下常压干燥，即得到纳米级KAl2〔AlSi3O10〕〔OH〕2复合粉体；其中正硅酸乙酯的乙醇溶液中正硅酸乙酯和乙醇的体积比为1∶4；KAl2〔AlSi3O10〕〔OH〕2粉体的粒度为50-90nm；
4）涂料中各成分的重量百分比为：丙酮20～30%；聚苯并咪唑0.5-1%；聚丙烯酸酯6-9%；上述KAl2〔AlSi3O10〕〔OH〕2复合粉体18-23%，聚乙二醇2-4%,其余为聚氨酯，将各成份混合后，搅拌均匀即得织物用抗污染隔热涂料。
3.根据权利要求2所述织物用抗污染隔热涂料的制备方法，步骤1）中浓硫酸溶液指质量百分比浓度50%的浓硫酸溶液。
4.根据权利要求2所述织物用抗污染隔热涂料的制备方法，步骤2）中所述硝酸水溶液为质量百分比浓度5%的硝酸水溶液；所述氨水质量百分比浓度为10%。
5.权利要求1所述涂料在织物涂层上的应用。
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